一种hevc基本单元级码率分配方法
【专利摘要】本发明公开一种HEVC基本单元级码率分配方法，本发明能针对不同视频序列特征，在HEVC视频编码的码率控制过程中，通过区域的直流分量与纹理分量的分歧归一化进行比特分配，从而在纹理区域减少比特分配，但对人眼敏感的区域则增加码率，从而提升编码的率失真性能。所设计的码率分配方法同样适用其他视频编码标准。
【专利说明】-种HEVC基本单元级码率分配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频编解码领域，特别是涉及一种HEVC基本单元级码率分配方法。
【背景技术】
[0002] 在视频编码与传输应用中，新一代高性能视频编码标准H. 265/MPEG-HEVC (High Efficiency Video Coding)由IS0-IEC/MPEG和ITU-T/VCEG两大国际标准化组织成立的视 频编码联合开发小组（JCT-VC)开发，与H.264/AVC相比，在相同的视觉质量下，HEVC能使 比特率降低一半。
[0003] 作为新一代视频编码标准，HEVC仍然属于预测加变换的混合编码框架，它也包含 了帧内预测、帧间预测、正交变换、量化、滤波、熵编码等编码模块，但在各个编码环节都进 行了细致的优化与改进，HEVC标准编码方法如附图1所示。
[0004] 码率控制是视频编码中一项非常有用的技术，特别是在实时通信等应用中码率控 制的意义更为明显。已有的任何一个视频编码标准如果没有码率控制，其实际应用都会受 到限制，比如在带宽约束条件下的传输过程中，如果没有合适的码率控制方法，客户端缓存 区就有可能发生上溢或下溢，造成数据丢失。为此每种视频编码标准也都推荐一种适合其 自身的码率控制算法。
[0005] 码率控制算法可以分成两个步骤。第一步是对每一级别的编码单元分配合适数量 的比特，通常包括图片组（GOP, Group of Pictures)级、图片级和基本单元级。编码器主要 根据缓冲区的占有情况在对每一级别的编码单元分配合适数量的比特。第二步是设法达到 为每一个级别预先分配的比特数。
[0006] 一个良好的码率控制算法可以在精确的达到目标码率的同时达到尽量小的编码 失真。码率控制问题可以被转化成如公式（1)所示的率失真优化（RDO, Rate-Distortion Optimization)问题，通过这个优化问题编码器将在编码比特数不超过目标比特数的情况 下，选择使失真最小化的参数作为最优的编码参数。其中{Para}表示编码参数集合，包括 模式、运动信息、量化参数（QP，Quantization Parameter)等。
【权利要求】
1. 一种HEVC基本单元级码率分配方法，其特征在于，根据图像区域中的直流分量归一 化因子fDC和纹理交流分量归一化因子fAC进行比特分配，在纹理区域减小比特分配，在平坦 区域增加比特分配，具体包括步骤： 分割步骤，将各ffiVC基本单元的预测残差分成1个4 X 4的子块，然后对子块进行DCT 变换，1为大于或等于2的正整数； 归一化因子分析处理步骤，对所述进行DCT变换后的子块进行分析处理，得到直流分 量归一化因子fDC和纹理交流分量归一化因子fAC ; 码率分配权重《BU计算步骤，根据所述和fA。计算各基本单元的码率分配权重coBU;执行步骤，根据各基本单元的码率分配权重《 BU对各基本单元进行码率分配。
2. 根据权利要求1所述的HEVC基本单元级码率分配方法，其特征在于，所述直流分量 归一化因子fD。是根据公式：
其中，XOTg(k)表示当前要编码的原始图像的第k个DCT系数；Xpred(k)表示当前帧编码 后的重构图像预测值的DCT系数，N= 16 ;1为正整数，表示基本编码单元中包含的4X4子 块的个数A与C2是常数因子；E表示数学期望。fDC体现了某个基本编码单元在整个图像 中平均亮度相对的视觉敏感度，fAC体现了区域纹理在整个图像帧中相对的视觉敏感度。
3. 根据权利要求2所述的HEVC基本单元级码率分配方法，其特征在于，所述《BU是根 据公式：
得到的，其中，Xmad(k)表示预测残差P ms的DCT系 数，通过DCT变换获得，k为变换系数索引值。
4. 根据权利要求3所述的HEVC基本单元级码率分配方法，其特征在于，所述"根据各 基本单元的码率分配权重《BU对各基本单元进行码率分配"具体为 将码率分配权重《BU带入公式：
其中TPi。为当前编码帧的目标码率，Bit11为预先估计的图片头信息的比特，其使用之前 编码的属于同一级别图片的头信息的比特的平均值进行估计，Codedpi。为当前帧编码已获 得的比特数，为当前基本单元的码率分配权重，《BU为当前帧未编码的各基本单元的 分配权重；
【文档编号】H04N19/61GK104333761SQ201410668382
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】缪品章, 郑明魁, 苏凯雄, 叶宇煌, 郑振英 申请人:富春通信股份有限公司